Question

【题目】小敏设计了一个用电压表的示数变化反映环境温度变化的电路．其电路原理如图a所示．其中，电源两端电压恒定为4V不变，电压表量程为0～3V，R0=300Ω，为定值电阻，R1是热敏电阻，其电阻随环境温度变化的关系如图b所示．闭合开关S，当环境温度为40℃时，电压表的示数是V，在不损坏电路元件的前提下，此电路所允许的最高环境温度是℃．

Answer 1

【答案】2.4；80℃
【解析】解：①由电路图可知，R0与R1是串联，电压表测R0两端的电压，由图（b）可知，当环境温度为40℃时，对应的R1的阻值为200Ω， 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，根据欧姆定律，电路中的电流：
I= =0.008A，
电压表的示数即R0的电压：U0=IR0=0.008A×300Ω=2.4V；②由题意可知，电压表示数允许最大值为3V，此时电路能够测量的温度最高，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，此时电路中的电流为：
I′= =0.01A，
因串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和，
所以，R1两端的电压：
U1′=U﹣U0′=4V﹣3V=1V，
此时热敏电阻的阻值：
R1′= =100Ω，
由图（b）可知，热敏电阻的阻值为100Ω时对应温度为80℃，即最高环境温度为80℃．
所以答案是：2.4；80℃．
【考点精析】通过灵活运用欧姆定律及其应用和电阻的串联，掌握欧姆定律的应用： ① 同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大．（R=U/I） ② 当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小．（I=U/R） ③ 当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大．（U=IR）；电阻的串联有以下几个特点：（指R1，R2串联） 1、电流：I=I1=I2（串联电路中各处的电流相等） 2、电压：U=U1+U2（总电压等于各处电压之和） 3、 电阻：R=R1+R2（总电阻等于各电阻之和）如果n个阻值相同的电阻串联，则有R总=nR 4、分压作用：U1:U2=R1:R2即可以解答此题．